Определение действительных размеров подошвы фундамента.

 

Площадь подошвы фундамента определяется, как:

A = a∙b = N⁰_I/(R – h∙g_ф ) = 8460 / (452 – 3,5 ∙ 22) = 22,6 м²

b = √A∙b₀/a₀ = √22,6∙1.2/5 = 2.4 м

a = A/b = 22,6/2.4 = 9,4 м

 

После установления размеров подошвы фундамента определяем ширину уступов фундамента вдоль оси моста:

l₁ = 0.5∙ (b – b₀) = 0.5∙ (2.4 – 2.2) = 0,1≈0 м;

поперек оси моста: l₂ = 0.5∙ (a – a₀) = 0.5∙ (9,4 – 6) = 1,7 м.

Высота уступов: h_y = l_i∙ctgα, где α= 30⁰ –угол распределения напряжений, обеспечивающий работу материала фундамента только на сжатие. Высота каждого уступа при проектировании принимается 1-2 м.

h_y1=0 м; h_y2 = 2,9 м.

 

2.3 Расчет по первому предельному состоянию.

 

Вес фундамента и грунта на его уступах определяется исходя из геометрических размеров по конструктивному чертежу:

G_ф^I = 1.1∙V_ф∙γ_б

G_гр= 1.2∙ V_гр∙γ₀

V_ф=1,45∙2,4∙9,4 + 1,45∙2,4∙7,7 + 0,6∙6∙2,4 =68 м³

V_гр= 3,5∙2,4∙9,4 – 68 =11 м³

G_ф^I = 1,1∙68∙24 = 1795,2 кН

G_гр^I = 1.2∙11∙17 = 224,4 кН

 

1. σ_ср=(N⁰_I + G_ф^I + G_гр^I)/A ≤ R

σ_ср = (8460+ 1795,2 + 224,4)/22,6 = 463,7 кН/м² ≥ R = 452 кН/м³

1. σ₁=(N⁰_I + G_ф^I + G_гр^I)/A + (M⁰_I+T₀∙h)/W ≤ R,

где W=b∙h²/6=9,4∙2,2²/6=9

σ₁=(8460 + 1795,2 + 224,4)/22,6 +(520 + 650∙3,5)/9 = 774,6 кН/м² ≥ R = 452 кН/м³

1. σ₂=(N⁰_I + G_ф^I + G_гр^I)/A - (M⁰_I+T₀∙h)/W ≥ 0

σ₂=463,7 – 310 = 153 кН/м³ ≥ 0

Т.к. первое и второе условия не выполняется - найденные σ₁ и σ₂ больше, полученного ранее значения R = 452 кН/м³, значит, проектирование фундамента мелкого заложения в данных условиях невозможно, поэтому принимаем решение на проектирование свайного фундамента.

 

 

1. ПРОЕКТИРОВАНИЕ СВАЙНОГО ФУНДАМЕНТА

Определение типа ростверка и глубины его заложения

 

В зависимости от инженерно-геологический условий свайные фундаменты под мостовые опоры могут быть запроектированы с высокими или низкими ростверками.

Для выбора типа ростверка рассмотрим условие:

где - глубина заложения подошвы ростверка, считая от линии размыва;

- расчётная горизонтальная нагрузка;

- расчётный угол внутреннего трения грунта выше подошвы ростверка;

b – длина боковой грани подошвы ростверка, перпендикулярной к линии действия силы ;

- объемный вес грунта с учётом взвешивающего действия воды; =1кН/м³;

Так как условие не соблюдается, то примем высокий ростверк.

Толщину плиты ростверка предварительно примем 2,0 м. Обрез ростверка размещаем на глубине 0,5 м ниже ГМВ.

Минимальные размеры ростверка в уровне обреза b_min, a_min назначают с учётом возможных погрешностей разбивки и возведения фундамента, исходя из размеров над фундаментной части опоры B₀, A₀:

 

где с – выступ ростверка за грань опоры (0,2-0,5 м) примем с = 0,5м.

 

1,2+ 2·0,5 =2,2 м

5 + 2·0,5 = 6 м

Выбор размеров и типа свай

 

Выбираем ж/б сваи сплошного сечения 35 см 35 см, располагая их вертикально.

Длина сваи определяется с учётом заделки в плиту ростверка и заглубления в несущий слой или опирания на несжимаемый грунт:

L = Z_R + ℓ₀ + h₃;

где Z_R – расстояние от подошвы слабых грунтов или линии размыва до острия сваи с учетом заделки в несущий слой, 1,0 м;

ℓ₀ – расстояние от подошвы ростверка до кровли несущего слоя, 13,5 м;

h₃=2d = 2·0,35 = 0,7м – глубина заделки свай в ростверк.

L = 1,0+ 13,5 + 0,7 = 15,7 (примем L=16 м)

По длине свай L = 16 м определяем:

Класс бетона В30, R_в =17,0 МПа